DJango項目-1.WEB開發和WSGI

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CS即客戶端、服務器編程。
1. 客戶端、服務端之間需要使用Socket，約定協議、版本(往往使用的協議是TCP或者UDP),指定地址和端口，就可以通信了。
2. 客戶端、服務端傳輸數據，數據可以有一定的格式，雙方必須先約定好。

BS編程，即Browser、Server開發
1. Brower瀏覽器，一種特殊的客戶端，支持HTTP(s)協議，能夠通過URL向服務端發起請求，等待服務端返回HTML等數據，並在瀏覽器內可視化展示的程序。
2. Server,支持HTTP(s)協議，能夠接受衆多客戶端發起的HTTP協議請求，經過處理，將HTML等數據返回給瀏覽器。
本質上來說，BS是一種特殊的CS，即客戶端必須是一種支持HTTP協議且能解析並渲染HTML的軟件，服務端必須能夠接收多客戶端HTTP訪問的服務器軟件。
HTTP協議底層基於TCP協議實現。

BS開發分爲端開發
- 客戶端開發：或稱前端開發。HTML、CSS、JavaScript等。
- 服務端開發：Python有WSGI、Django、Flask、Tornado等。

HTTP協議

安裝httpd

可以安裝httpd或nginx等服務端服務程序，通過瀏覽器訪問，觀察http協議

無狀態，有鏈接和短連接

無狀態：指的是服務器無法知道2次請求之間的聯繫，即使是前後2次同一個瀏覽器也沒有任何數據判斷出時同一個瀏覽器的請求。後來可以通過cookie、session來判斷。
有鏈接：是因爲它基於TCP協議，是面向鏈接的，需要3次握手、4次揮手。
短連接：Http 1.1之前，都是一個請求一個連接，而TCP的鏈接創建銷燬成本高，對服務器有很大影響。所以，自Http 1.1開始，支持keep-alive,默認也開啓，一個連接打開後，會保持一段時間(可設置)，瀏覽器再訪問該服務器就使用這個TCP鏈接，減輕了服務器壓力，提高了效率。

協議

Http協議是無狀態協議。
同一個客戶端的兩次請求之間沒有任何關係，從服務器端角度來說，它不知道這兩個請求來自同一個客戶端。

URL組成

URL可以說就是地址，uniform resource locator統一資源定位符，每一個連接指向一個資源供客戶端訪問。schema://host[:port#]/path/.../[;url-params][?query-string][#anchor]
例如，通過http://www.xdd.com/pathon/index.html?id=5&name=python訪問靜態資源時，通過上面這個URL訪問的是網站的某路徑下的index.html文件，而這個文件對應磁盤上的真實的文件。就會從磁盤上讀取這個文件，並把文件的內容發回瀏覽器端。

scheme模式、協議
- http、ftp、https、mailto等等。
host:port
- www.xdd.com:80,80端口是默認端口可以不寫，域名會使用DNS解析，域名會解析成IP才能使用。實際上會對解析返回的IP的TCP的80端口發起訪問。
/path/to/resource
- path，指向資源的路徑。
?key1=value1&key2=value2
- query string,查詢字符串，問號用來和路徑分開，後面key=value形式，且使用&符號分割。

HTTP消息

消息分爲Request、Response。
1. Request:瀏覽器向服務器發起的請求
2. Response:服務器對客戶端請求的響應
  - 請求報文由Header消息報頭、Body消息正文組成(可選)
    - 請求報文第一行稱爲請求行
  - 響應報文由Header消息報頭、Body消息正文組成(可選)
    - 響應報頭第一行稱爲狀態行
  - 每一次使用回車和換行符作爲結尾
  - 如果有Body部分，Header、Body之間留一行空行
請求報文
1. 請求消息行：請求放Method請求路徑協議版本CRLF
2. 請求方法Method
方法說明

GET 請求獲取URL對應的資源

POST 請求數據至服務端

HEAD 和GET類似，不過不返回響應報文的正文
常見的消息傳遞方式
1. GET方法使用Query String。例如：http://www.xdd.com/pathon/index.html?id=5&name=python&name=linux通過查詢字符串在URL中傳遞參數，而URL在請求報文的頭部第一行
2. POST方法提交數據
```
請求消息如下
POST /xxx/yyy?id=5&name=magedu HTTP/1.1
HOST: 127.0.0.1:9999
content-length: 26
content-type: application/x-www-form-urlencoded

age=5&weight=80&height=170
```
  請求時提交的數據是在請求報文的正文Body部分。
3. URL中本身就包含信息
  http://www.xdd.com/python/student/001
響應報文
1. 響應消息行：協議版本狀態碼消息描述CRLF
status code狀態碼
1. 狀態碼在響應頭第一行
  - 1xx 提示信息，表示請求已被成功接收，繼續處理
  - 2xx 表示正常響應
    - 200 表示返回了網頁內容,即請求成功
  - 3xx 重定向
    - 301 頁面永久性移走，永久重定向。返回新的URL，瀏覽器會根據返回的url發起新的request請求
    - 302 臨時重定向
    - 304 資源未修改，瀏覽器使用本地緩存
  - 4xx 客戶端請求錯誤
    - 404 Not Found,問也找不到，客戶端請求的資源有錯
    - 400 請求語法錯誤
    - 401 請求要求身份驗證
      8 403 服務器拒絕請求
  - 5xx 服務器端錯誤
    - 500 服務器內部錯誤
    - 502 上游服務器錯誤，例如nginx反向代理的時候

方法	說明
GET	請求獲取URL對應的資源
POST	請求數據至服務端
HEAD	和GET類似，不過不返回響應報文的正文

Cookie技術

鍵值對信息
是一種客戶端、服務器端傳遞數據的技術
一般來說cookie信息時在服務器端生成，返回給瀏覽器端的
瀏覽器端可以保持這些值，瀏覽器對同一域發起每一請求時，都會吧Cookie信息發給服務器端
服務端收到瀏覽器端發過來的Cookie，處理這些信息，可以用來判斷這次請求是否和之前的請求有關聯

曾經Cookie唯一在瀏覽器端存儲數據的手段，目前瀏覽器端存儲數據的方案很多，Cookie正在被淘汰。
當服務器收到HTTP請求時，服務器可以在響應頭裏面添加一個Set-Cookie鍵值對。瀏覽器收到響應後通常會保存這些Cookie，之後對該服務器每一次請求中都通過Cookie請求頭部將Cookie信息發送給服務器。
另外，Cookie的過期時間、域、路徑、有效期、適用站點都可以根據需要來指定。
可以使用Set－Cookie: NAME=VALUE；Expires=DATE；Path=PATH；Domain=DOMAIN_NAME；SECURE
例如：

Set-Cookie:aliyungf_tc=AQAAAJDwJ3Bu8gkAHbrHb4zlNZGw4Y; Path=/; HttpOnly
set-cookie:test_cookie=CheckForPermission; expires=Tue, 19-Mar-2018 15:53:02 GMT; path=/;
domain=.doubleclick.net

Set-Cookie: BD_HOME=1; path=/

key	value說明
Cookie過期	Cookie可以設定過期終止時間，過期後將被瀏覽器清除。如果缺省，Cookie不會持久化，瀏覽器關閉Cookie消失，稱爲會話級Cookie
Cookie域	域確定有哪些預可研存取這個Cookie. 缺省設置屬性值爲當前主機，例如`www.xdd.com`。如果設置爲`xdd.com`表示包含子域
Path	確定哪些目錄及子目錄訪問可以使用該Cookie
Secure	表示Cookie隨着HTTPS加密過的請求發送給服務端有些瀏覽器已經不允許`http://`協議使用`Secure`了這個Secure不能保證Cookie是安全的，Cookie中不要傳輸敏感信息
HttpOnly	將Cookie設置此標記，就不能被JavaScript訪問，只能發給服務器端

set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT; Secure; HttpOnly
告訴瀏覽器端設置這個Cookie的鍵值對，有過期時間，使用HTTPS加密傳輸到服務端，且不能被瀏覽器中JS腳本訪問該Cookie

Cookie的作用域：Domain和Path定義Cookie的作用域

Domain
domain=www.xdd.com 表示只有該域的URL才能使用
domain=xdd.com 表示可以包含子域，例如www.xdd.com、python.xdd.com等

Path
path=/ 所有/的子路徑可以使用
domain=www.xdd.com; path=/webapp 表示只有www.xdd.com/webapp下的URL匹配，例如http://www.xdd.com/webapp/a.html就可以

缺點
1. Cookie一般明文傳輸(Secure是加密傳輸),安全性極差，不要傳輸敏感數據
2. 有4kB大小限制
3. 每次請求中都會發生Cookie，增加流量。

Session技術

WEB服務器端，尤其是動態網頁服務端Server,有時需要知道瀏覽器方式誰？但是HTTP是無狀態的。爲了解決。可以如下：

服務器端會爲每一次瀏覽器端第一次訪問生成一個SessionID,用來唯一標識該瀏覽器，通過Set-Cookie發送到瀏覽器端。
瀏覽器端收到之後並不永久保持這個Cookie,只是會話級的。瀏覽器訪問服務端時，會使用Cookie，也會帶上這個SessionID的Cookie值。

Set-Cookie:JSESSIONID=741248A52EEB83DF182009912A4ABD86.Tomcat1; Path=/; HttpOnly

服務端會位置這個SessionIDy一段時間，如果超時，會清理這些超時沒有人訪問的SessionID。如果瀏覽器端發來的SessionID無法在服務端找到，就會自動再分配新的SessionID,並通過Set-Cookie發送到瀏覽器端以覆蓋原有的存在瀏覽器中的會話級的SessionID。
推薦圖書《HTTP權威指南》

WSGI

WSGI（Web Server Gateway Interface）主要規定了服務器端和應用程序間的接口。

# 啓動一個WSGI服務器
wsgiref.simple_server.make_server(host,port,app,server_class=WSGIServer,handler_class=WSGIRequestHandler)

# 一個兩參數函數，小巧完整的WSGI的應用程序的實現
wsgiref.simple_server.demo_app(eviron,start_response)

# 返回文本例子
from wsgiref.simple_server import make_server,demo_app

ip = '127.0.0.1'
port = 9999
server = make_server(ip,port,demo_app) # demo_app應用程序，可調用
server.serve_forever() # server.handle_request()執行一次

WSGI服務器作用
1. 監聽HTTP服務端口(TCPServer,默認端口80)
2. 接收瀏覽器端的HTTP請求並解析封裝成environ環境數據
3. 負責調用應用程序，將environ數據和start_response
4. 將應用程序響應的正文封裝成HTTP響應報文返回瀏覽器端

WSGI APP應用程序端

應用程序應該是一個可調用對象，在Python中應該是函數、類、實現了__call__方法的類的實例

這個可調用對象應該接收兩個參數

# 1. 函數實現
def application(environ,start_response):
    pass

# 2.類實現
class Application:
    def __init__(self,environ,start_response):
        pass

# 3. 類的實例實現
class Application:
    def __call__(self,environ,start_response):
        pass

以上的可調用對象實現，都必須返回一個可迭代對象

from wsgiref.simple_server import make_server,demo_app

ip = '127.0.0.1'
port = 9999
res_str = b'www.xdd.com abc\n'

# 1.函數實現
def application(environ,start_response):
    start_response("200 OK", [('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8')])
    return [res_str]

# 2. 類實現
class Application:
    def __init__(self,environ,start_response):
        self.env = environ
        self.start_response = start_response

    def __iter__(self):
        self.start_response("200 OK", [('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8')])
        yield res_str

# 3. 類的對象，可調用對象
class Application2:
    def __call__(self, environ,start_response):
        start_response("200 OK", [('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8')])
        return [res_str]

# server = make_server(ip,port,application #函數實現
# server = make_server(ip,port,Application) # 類實現
server = make_server(ip,port,Application2()) # demo_app應用程序，可調用對象
server.serve_forever()
# server.handle_request() # 執行一次

environ和start_response這兩個參數名可以是任何合法名，但是一般默認都是這2個名字。
注意：第2、第3種實現調用時的不同

environ參數

environ包含HTTP請求信息的dict字典對象

名稱	含義
REQUEST_METHOD	請求方法，GET、POST等
PATH_INFO	URL中的路徑部分
QUERY_STRING	查詢字符串
SERVER_NAME,SERVER_PRORT	服務器名，端口
HTTP_HOST	地址和端口
SERVER_PROTOCOL	協議
HTTP_USER_AGENT	UserAgent信息

CONTENT_TYPE = 'text/plain'
HTTP_HOST = '127.0.0.1:9999'
HTTP_USER_AGENT = 'Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; zh-CN) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/5.0.1 Safari/537.36'
PATH_INFO = '/'
QUERY_STRING = ''
REMOTE_ADDR = '127.0.0.1'
REMOTE_HOST = ''
REQUEST_METHOD = 'GET'
SERVER_NAME = 'DESKTOP-D34H5HF'
SERVER_PORT = '9999'
SERVER_PROTOCOL = 'HTTP/1.1'
SERVER_SOFTWARE = 'WSGIServer/0.2'

start_response參數

它是一個可調用對象。有3個參數，定義如下：start_response(status,response_headers,exc_info=None)

參數名稱	說明
status	狀態碼和狀態描述，例如`200 ok`
response_headers	一個元素爲二元組的列表，例如`[('Content-Type','text/plain;charset=utf-8')]`
exc_info	在錯誤處理的時候使用

start_response應該在返回可迭代對象之前調用，因爲它返回的是Response Header。返回的可迭代對象是Response Body。

服務器端

服務器程序需要調用複合上述定義的可調用對象APP，傳入environ、start_response,APP處理後，返回響應頭和可迭代對象的正文，由服務器封裝返回瀏覽器端。

import wsgiref.simple_server

def application(environ,start_response):
    status = '200 OK'
    headers = [('Content-Type','text/html;charset=utf-8')]
    start_response(status,headers)
    # 返回可迭代對象
    html = '<hq>xdd歡迎你</h1>'.encode('utf-8')
    return [html]

ip = '127.0.0.1'
port = 9999
server = wsgiref.simple_server.make_server(ip,port,application) # demo_app應用程序，可調用對象
server.serve_forever()
# server.handle_request() # 執行一次

simple_server 只是參考用，不能用於生產環境。

測試用命令

$ curl -I http://127.0.0.1:9999/xxx?id=5
$ curl -X POST http://127.0.0.1:9999/yyy -d '{"x":2}'

-I使用HEAD方法
-X指定方法，-d傳輸數據

WSGI WEB服務器
- 本質上就是一個TCP服務器，監聽在特定端口上
- 支持HTTP協議，能夠將HTTP請求報文進行解析，能夠把響應數據進行HTTP協議的報文封裝並返回瀏覽器端。
- 實現了WSGI協議，該協議約定了和應用程序之間接口(參看PEP333,https://www.python.org/dev/peps/pep-0333/)
WSGI APP應用程序
- 遵從WSGI協議
- 本身是一個可調用對象
- 調用start_response,返回響應頭部
- 返回包含正文的可迭代對象
WSGI框架庫往往可以看做增強的更加複雜的Application。

WEB開發和WSGI--Django播客系統(一)

DJango項目-1.WEB開發和WSGI

文章目錄

HTTP協議

安裝httpd

無狀態，有鏈接和短連接

協議

URL組成

HTTP消息

Cookie技術

Session技術

WSGI

WSGI APP應用程序端

服務器端

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